高效纖維過(guò)濾器的工作原理
高效纖維過(guò)濾器的工作原理
高效纖維過(guò)濾器是一種將下端掛有重墜的膨化纖維長(zhǎng)絲(D20～50μm)束叢，懸吊于設(shè)在過(guò)濾器上部的多孔板上充當(dāng)過(guò)濾介質(zhì)的過(guò)濾設(shè)備。在纖維束叢中貼近多孔板的部分設(shè)置有若干個(gè)膠囊,過(guò)濾時(shí)先向囊內(nèi)充水強(qiáng)行擠壓周?chē)睦w維束使之密實(shí)，然后水流自下而上穿過(guò)纖維孔隙進(jìn)行上向流過(guò)的操作。
清洗時(shí)先排盡囊中的水，撤消對(duì)纖維束的擠壓，使纖維束叢在重力和膨化纖維的彈力聯(lián)合作用下恢復(fù)其膨松狀態(tài)，然后進(jìn)氣、水聯(lián)合拌動(dòng)擦洗。
由于用作濾元的纖維是一種能彎曲而柔軟的材料，其濾料直徑可達(dá)幾十微米，并且在濾料層中存在著大量的縫隙空間,在過(guò)濾操作過(guò)程中,通過(guò)控制對(duì)纖維束的擠壓條件就可以得到不同的纖維孔隙率,過(guò)濾器的效率和阻力就可以控制在設(shè)定的范圍內(nèi),解決了傳統(tǒng)的過(guò)濾設(shè)備無(wú)閥濾池、虹吸濾池、機(jī)械式過(guò)濾器等均采用顆粒狀濾料如石英砂進(jìn)行過(guò)濾,其過(guò)濾精度受濾料粒徑較大限制的問(wèn)題。
微小的濾料直徑,極大地增加了濾料的比表面積和表面自由能,增加了水中雜質(zhì)顆粒與濾料的接觸機(jī)會(huì)和濾料吸附能力,從而提高了過(guò)濾效率和截污容量。
性能比較
兩種過(guò)濾器主要性能對(duì)比見(jiàn)表1。
實(shí)施
工藝流程
高效纖維過(guò)濾器在我廠的工藝流程見(jiàn)圖4。
在過(guò)濾器運(yùn)行前,將囊充水,以保證加壓室達(dá)到設(shè)定壓力。在過(guò)濾器啟動(dòng)時(shí)必須預(yù)運(yùn)行,檢測(cè)出水濁度合格后方能并入系統(tǒng)。過(guò)濾器運(yùn)行過(guò)程中,對(duì)流量的調(diào)節(jié)必須平穩(wěn),防止流量突變使過(guò)濾產(chǎn)物被帶出,而造成出水濁度超標(biāo)。過(guò)濾器的清洗過(guò)程為：囊排水→風(fēng)機(jī)啟動(dòng)→下向洗→上向洗四個(gè)步驟。
運(yùn)行狀況
該過(guò)濾系統(tǒng)自2000年7月29日在水處理系統(tǒng)投用至今。為了掌握運(yùn)行規(guī)律,使該過(guò)濾系統(tǒng)能夠安全、高效、合理運(yùn)行,我們對(duì)過(guò)濾器的運(yùn)行周期進(jìn)行了試驗(yàn)。
該系統(tǒng)采用PLC控制,對(duì)單臺(tái)過(guò)濾器失效控制采用三參數(shù)控制：(1)進(jìn)出口壓差≥70kPa；(2)出水濁度≥2mg/L；(3)設(shè)定周期累計(jì)制水量。滿(mǎn)足其一確認(rèn)其失效。
該系統(tǒng)在應(yīng)用中設(shè)計(jì)了四種運(yùn)行模式：點(diǎn)操——人工控制每 各個(gè)閥門(mén)開(kāi)關(guān)； 操——人為控制每 的時(shí)間；半自動(dòng)——整個(gè)過(guò)程分為囊充水,運(yùn)行,清洗三 ;全自動(dòng)——從囊充水至清洗完達(dá)備用狀態(tài)。由于水的濁度分析是采用人工分析,一般情況下采用半自動(dòng)的運(yùn)行模式就能滿(mǎn)足安全生產(chǎn)的需要。
由于來(lái)水受長(zhǎng)江季節(jié)的影響,季節(jié)不同,周期制水量也有所不同,周期制水量在8000～10000t之間能保證出水的水質(zhì)。來(lái)水濁度達(dá)60mg/L,只有5mg/L,但出水濁度可以達(dá)到要求。過(guò)濾器在任何情況下都能起到截留作用。對(duì)后續(xù)工序起到保護(hù)作用。
經(jīng)濟(jì)效益及社會(huì)效益
生水系統(tǒng)經(jīng)過(guò)改造運(yùn)行一年半來(lái),解決了原工藝中存在的問(wèn)題,提高了出水水質(zhì)及出力,降低了生產(chǎn)成本。
(1)水耗計(jì)算：高效纖維過(guò)濾器周期制水量大,反洗水耗小,減少了水耗,降低了排污量。
過(guò)濾器全年節(jié)約水量=(過(guò)濾器制水率-無(wú)閥濾池制水率)×全年生水總量=(0.983-0.974)×3500000=31500t 全年節(jié)約排污費(fèi)=4.5×31500≈14萬(wàn)元
熱能計(jì)算：由于采用新工藝,過(guò)濾設(shè)備用反洗水未經(jīng)過(guò)加熱,減小了熱量損失。
無(wú)閥濾池全年反洗水量=全年制水量×(1-制水率)=3500000×(1-0.974)=91000t
反洗水熱量損失=生水溫升×反洗水量×4.18=15×91000×4.18=5.71×106MJ
折標(biāo)準(zhǔn)油=5.71×106/41.87=136.37t式中：41.87——1kg標(biāo)準(zhǔn)油熱值,MJ/kg。
工藝效果：高效纖維過(guò)濾器的出水水質(zhì)有了提高,使出水濁度穩(wěn)定并小于2mg/L,減少了陽(yáng)離子交換器的負(fù)擔(dān),可有效地提高離子交換器的周期制水量,降低酸堿耗,減輕了對(duì)樹(shù)脂的污染。
解決了換4堵塞問(wèn)題,提高了換4換熱效果,節(jié)約了檢修費(fèi)用。改造前兩臺(tái)換4由于原水水質(zhì)差經(jīng)常堵塞,每年每臺(tái)需檢修2～3次,生水由換熱器旁路直接進(jìn)無(wú)閥濾池,熱除鹽水由循環(huán)水冷卻增加了循環(huán)水場(chǎng)的負(fù)荷。同時(shí)由于生水溫度低,后續(xù)設(shè)備離子交換器的周期制水量下降,酸堿耗增加。改造一年半來(lái)未發(fā)生堵塞現(xiàn)象,節(jié)約了檢修費(fèi)用,降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。
結(jié)束語(yǔ)
以纖維為濾料的高效纖維過(guò)濾器與以石英砂為濾料的無(wú)閥濾池相比,具有過(guò)濾效率高、濾速快、截污容量大、周期制水量大、自耗水低、占地面積小的特點(diǎn),同時(shí)解決了原工藝流程中存在的問(wèn)題,有較高的經(jīng)濟(jì)效益及社會(huì)效益。如能改進(jìn)濾料的清洗技術(shù),簡(jiǎn)化過(guò)濾設(shè)備的內(nèi)部結(jié)構(gòu),使之具備直接處理高濁度進(jìn)水能力以及較好的解決纖維過(guò)濾設(shè)備大型化的問(wèn)題,可在水處理領(lǐng)域得到更廣泛的應(yīng)用。
